德商高速公路水土保持監(jiān)測(cè)及效果評(píng)價(jià)

謝 翔，于 苗，李 棟

（濟(jì)南綠軒工程咨詢有限公司，濟(jì)南250014）

1 工程概況

德商公路德州 （魯冀界）至夏津段工程全長(zhǎng)63.911km，所經(jīng)武城和夏津縣屬于黃泛平原風(fēng)沙國(guó)家級(jí)水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū)，項(xiàng)目區(qū)水土流失類型以風(fēng)力侵蝕為主，兼有水蝕，侵蝕強(qiáng)度以輕度侵蝕為主，原地貌侵蝕模數(shù)為500t/（km2·a）。 根據(jù)工程總體布局、建設(shè)時(shí)序、水土流失強(qiáng)度等進(jìn)行防治分區(qū)。通過(guò)對(duì)綜合擾動(dòng)土地整治率，水土流失總治理度，攔渣率，土壤流失控制比，林草植被恢復(fù)率，林草覆蓋率6項(xiàng)防治目標(biāo)值進(jìn)行監(jiān)測(cè)，考察施工方案的合理性[1]。

2 水土保持監(jiān)測(cè)內(nèi)容

2.1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置

本項(xiàng)目水土保持監(jiān)測(cè)共12個(gè)固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)，根據(jù)監(jiān)測(cè)實(shí)際沿途布設(shè)多處巡查監(jiān)測(cè)點(diǎn)，如圖1。各取土場(chǎng)目前取土已基本完成，水土流失狀況無(wú)法進(jìn)行得實(shí)地觀測(cè)，但將通過(guò)實(shí)地觀測(cè)定位各取土場(chǎng)經(jīng)緯度，查閱資料獲取各取土場(chǎng)取土面積、深度及土方量[2]，如表1。

表1 固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)

2.2 監(jiān)測(cè)設(shè)施設(shè)備

本項(xiàng)目水土保持監(jiān)測(cè)設(shè)施設(shè)備主要包括：手持式GPS全球定位儀、手提風(fēng)速儀、自動(dòng)氣象站、激光測(cè)距儀、烘箱、環(huán)刀、土壤水分測(cè)定儀、數(shù)碼攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、電腦、打印機(jī)、掃描儀、皮尺、鋼尺、測(cè)高儀、羅盤(pán)等，這些設(shè)備保證了項(xiàng)目水土保持監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集、處理等工作的順利進(jìn)行[3]。

3 監(jiān)測(cè)內(nèi)容和方法

3.1 擾動(dòng)土地情況監(jiān)測(cè)

擾動(dòng)土地情況水土保持監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要包括各防治分區(qū)擾動(dòng)范圍、面積及土地利用類型變化情況等。目擾動(dòng)土地情況監(jiān)測(cè)方法主要采用實(shí)地量測(cè)、遙感監(jiān)測(cè)和資料分析相結(jié)合的監(jiān)測(cè)方法。對(duì)于擾動(dòng)土地面積、取土場(chǎng)面積采用遙感監(jiān)測(cè)和資料分析的方法，取土場(chǎng)邊坡坡度、高度等因子采用實(shí)地量測(cè)法。遙感監(jiān)測(cè)：通過(guò)goole earth下載項(xiàng)目區(qū)施工前、施工中期和施工后的遙感影像數(shù)據(jù)，采用GIS軟件對(duì)影像進(jìn)行分析對(duì)比，獲取工程施工后擾動(dòng)面積[4]。

3.2 取土情況監(jiān)測(cè)

取土情況監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要包括取土場(chǎng)、臨時(shí)堆放場(chǎng)的數(shù)量、位置、方量、表土剝離、防治措施落實(shí)情況等。監(jiān)測(cè)方法主要包括遙感監(jiān)測(cè)、實(shí)地量測(cè)和資料分析的方法。對(duì)于取土場(chǎng)面積采用遙感監(jiān)測(cè)和資料分析的方法，取土場(chǎng)邊坡坡度、高度等因子采用實(shí)地量測(cè)法。對(duì)于取土量等采用資料分析的方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)。通過(guò)向工程建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位、質(zhì)量監(jiān)督單位收集有關(guān)工程資料，從中提取出取土量。

3.3 水土保持措施監(jiān)測(cè)

水土保持措施監(jiān)測(cè)內(nèi)容：對(duì)于工程防治措施，主要調(diào)查其實(shí)施數(shù)量、質(zhì)量及進(jìn)度；防護(hù)工程穩(wěn)定性、完好程度、運(yùn)行情況、措施的攔渣保土效果。植物措施主要調(diào)查其不同階段林草種植面積、成活率、生長(zhǎng)情況及覆蓋度；擾動(dòng)地表林草自然恢復(fù)情況；植物措施攔渣保土效果。對(duì)于臨時(shí)防護(hù)措施，主要調(diào)查其實(shí)施情況，如實(shí)施數(shù)量、質(zhì)量、進(jìn)度、運(yùn)行情況和臨時(shí)措施的攔渣保土效果。主要采用實(shí)地量測(cè)和資料分析的方法進(jìn)行。本項(xiàng)目水土保持措施的實(shí)施狀況監(jiān)測(cè)方法主要采用實(shí)地量測(cè)和資料分析的監(jiān)測(cè)方法。

3.4 水土流失情況監(jiān)測(cè)

水土流失狀況監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括水土流失量和水土流失危害監(jiān)測(cè)。本項(xiàng)目水土流失量主要采用地面定點(diǎn)觀測(cè)、實(shí)地量測(cè)和遙感監(jiān)測(cè)相結(jié)合的方法。水土流失面積監(jiān)測(cè)采用實(shí)地量測(cè)、遙感監(jiān)測(cè)相結(jié)合的方法；土壤流失量監(jiān)測(cè)采用地面定點(diǎn)觀測(cè)法 （簡(jiǎn)易徑流小區(qū)、測(cè)釬法、沉沙池法），在不同防治分區(qū)選擇典型代表區(qū)域布設(shè)徑流小區(qū)、測(cè)釬或沉沙池，根據(jù)實(shí)地量測(cè)結(jié)果，通過(guò)相似區(qū)域尺度放大的方法，得出不同分區(qū)的水土流失總量[4]。

3.4.1 簡(jiǎn)易徑流小區(qū)

在公路堆填路基邊坡布設(shè)徑流小區(qū)，同時(shí)采用自記雨量計(jì)和雨量筒觀測(cè)降雨量和降雨強(qiáng)度。

3.4.2 沉沙池

在路基、橋涵、施工生產(chǎn)生活區(qū)排水溝出口處設(shè)沉沙池，通過(guò)沉沙池內(nèi)水土流失量推算相應(yīng)監(jiān)測(cè)分區(qū)水土流失量。

3.4.3 測(cè)釬法

在路基邊坡、取土場(chǎng)開(kāi)挖邊坡布設(shè)簡(jiǎn)易水土流失觀測(cè)場(chǎng)。將直0.5cm、長(zhǎng)20cm測(cè)釬相距0.20m×0.20m品字形布置，垂直方向打入坡面，量測(cè)測(cè)釬露出地面的長(zhǎng)度并做記錄。每月觀測(cè)一次釘帽距地面高度，計(jì)算土壤侵蝕深度和土壤侵蝕量。計(jì)算公式為[5]：

式中 A為土壤侵蝕量（m3）；Z為土壤侵蝕厚度（mm）；S為水平投影面積（m2）；θ為斜坡坡度值。

4 水土保持防治監(jiān)測(cè)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)

根據(jù)本工程水土保持監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算各防治分區(qū)6項(xiàng)防治目標(biāo)值，并與水土保持方案設(shè)計(jì)的各防治分區(qū)六大防治目標(biāo)值進(jìn)行對(duì)比，分析各防治分區(qū)六大防治目標(biāo)達(dá)標(biāo)情況，如表2。

表2 各防治區(qū)防治目標(biāo) 單位：%

德商公路德州（魯冀界）至夏津段工程在施工過(guò)程中擾動(dòng)造成水土流失面積249.39hm2，各項(xiàng)水土保持措施治理面積242.27hm2，綜合水土流失總治理度為98.20%。

根據(jù)主體工程設(shè)計(jì)，結(jié)合查閱和分析項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程資料，通過(guò)實(shí)地監(jiān)測(cè)，本項(xiàng)目施工過(guò)程中棄方0.415萬(wàn)m3，實(shí)際攔截棄渣量0.41萬(wàn)m3，因此，攔渣率為98.6%。土壤流失控制指標(biāo)是指項(xiàng)目建設(shè)區(qū)所處區(qū)域容許土壤流失量與項(xiàng)目建設(shè)區(qū)范圍內(nèi)單位面積實(shí)際發(fā)生的水土流失量的比值。根據(jù)水土流失監(jiān)測(cè)調(diào)查結(jié)果（施工期和試運(yùn)行期），工程試運(yùn)行期平均侵蝕模數(shù)為194t/km2·a。經(jīng)計(jì)算，試運(yùn)行期土壤流失控制比為1.03。工程可恢復(fù)林草植被面積175.76hm2，實(shí)施林草植被面積174.10hm2，綜合林草植被恢復(fù)率99.06%。

工程項(xiàng)目區(qū)總面積491.66hm2，林草植被面積174.10hm2，綜合林草覆蓋率為35.41%。

5 水土流失防治效果

通過(guò)實(shí)際監(jiān)測(cè)，本工程綜合擾動(dòng)土地整治率、水土流失總治理度、攔渣率、土壤流失控制比、林草植被恢復(fù)率、林草覆蓋率各項(xiàng)指標(biāo)監(jiān)測(cè)值均達(dá)到方案設(shè)計(jì)防治目標(biāo)值。

表3 水土保持措施實(shí)施效果 單位：%

6 結(jié)語(yǔ)

（1）采用實(shí)地量測(cè)、遙感監(jiān)測(cè)和資料分析相結(jié)合的監(jiān)測(cè)方法。根據(jù)本工程水土保持監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，擾動(dòng)造成水土流失面積249.39hm2，各項(xiàng)水土保持措施治理面積242.27hm2，綜合水土流失總治理度為98.20%。

（2）本項(xiàng)目施工過(guò)程中棄方0.415萬(wàn)m3，實(shí)際攔截棄渣量0.41萬(wàn)m3，攔渣率98.6%；土壤流失控制比1.03；可恢復(fù)林草植被面積175.76hm2，實(shí)施林草植被面積174.10hm2，綜合林草植被恢復(fù)率99.06%。

（3）項(xiàng)目區(qū)總面積491.66hm2，林草植被面積174.10hm2，綜合林草覆蓋率35.41%，各項(xiàng)指標(biāo)監(jiān)測(cè)值均達(dá)到方案設(shè)計(jì)防治目標(biāo)值。